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Gerencia Desarrollo de Producto w w w . i n a c a p . c lGerencia Desarrollo de Producto 2009

DIPLOMADO

MANTENCIN ELECTROMECNICA DE EQUIPOS MINEROS KOMATSU

PALAS Y CAMIONES

1

Preparado por: Pablo Monsalves C.

Gerencia Desarrollo de Producto w w w . i n a c a p . c lGerencia Desarrollo de Producto 2009 2

Nombre de la Unidad TemticaELECTRNICA DE SENSORES APLICADOS A PALAS Y

CAMIONES MINEROS KOMATSU

(CDIGO: MECA-09-056)Duracin Total Horas Cronolgicas: 8 Tericas: 4 Prcticas: 4

Objetivo de : - Aplicar los fundamentos de electrnica, para explicar el funcionamiento y de lossensores de los sistemas de control electrnico, utilizados en Palas y Camiones

Mineros KOMATSU, cumpliendo rigurosamente las normas de calidad y seguridad

exigidas por el fabricante.

Contenidos NCLEOS TEMTICOS H. T.

H.P.

CARACTERSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE LOS SISTEMAS

ELECTRNICOS DE PALAS Y CAMIONES DE MINERA KOMATSU

Objetivo de los Sistemas Electrnicos de Control, aplicados a Palas y

Camiones Mineros KOMATSU.

Caractersticas de los sistemas de control electrnicos, aplicados en Palas

y Camiones Mineros KOMATSU.

Elementos de un Sistema de control electrnico

Clasificacin de los tipos de Sensores (presin, temperatura, posicin,

velocidad de MT, RPM, nivel, etc. )

Principios fsicos de funcionamiento de los sensores

Cdigos de fallas

Mediciones de magnitudes elctricas para el diagnstico de sensores.

DIAGNOSTICO BSICO DE LOS SENSORES

Ubicacin y reconocimiento de los sensores en un sistema de control

electrnico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU

Interpretacin de los cdigos de falla de los sensores, utilizados en

sistemas de control electrnico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU.

Medicin de magnitudes elctricas con instrumentos para verificar el

estado de funcionamiento de los sensores utilizados en sistemas de

control electrnico de Palas y Camiones Mineros KOMATSU

Utilizacin de protocolos de diagnstico de los sensores, indicados en los

Manuales de Servicio de Palas y Camiones Mineros KOMATSU.

Uso de luces de tableros de instrumentos e informacin de pantallas de

diagnstico del equipo.

Actividades de Aprendizaje.

Evaluacin.

4 4


Objetivos

Objetivo General: Identificar los tipos de sensores utilizados en el equipo, el

principio de trabajo, especificaciones tcnicas y diagnstico de fallas en camiones y

palas Komatsu.

Objetivos Particulares:

Identificar componentes electrnicos: PasivosActivos.Explicar el principio de trabajo de los sensores: Inductivos.Efecto Hall.Resistivos.Potenciometros.


Objetivos

Ubicar y reconocer los sensores en un diagrama de un sistema de control electrnico de palas y camiones:

Sistema bsico de control electrnico en camiones y palas.

4


Que es un componente Pasivo?

5


Son dispositivos electrnicos que no aportan una

ganancia o control de las seales elctricas

que los atraviesan, sino que su desempeo

se reduce a la puesta en prctica de una

propiedad elctrica, como puede ser

almacenar carga (condensadores) o

presentar una determinada oposicin al paso

de la corriente, resistores, etc.

6


Componentes Pasivos

7


Componentes Pasivos

8


Que es un componente Activo?


Son dispositivos electrnicos capaces de aportar

una ganancia, amplificacin o conmutacin de

las seales elctricas. Los transistores, diodos y

circuitos integrados, entre otros, son ejemplos

de este tipo de dispositivos.

Aunque en un vehculo estos componentes

integran la parte interna de la unidad electrnica

central (ECM), es importante reconocer sus

smbolos.

10

ECM


COMPONENTES ACTIVOS


Introduccin a los elementos electrnicos utilizados en

camiones y palas INTERRUPTORES MANUALES

1 DE ARRANQUE

2 DE NEUTRALIZACIN DE LA TRANSMISIN

3 DE FRENO

4 DE EN MARCHA


Aplicacin de interruptores Manuales

Llave de contacto

Detencin de 5 minutos (Opcional)



camiones y palas INTERRUPTORES AUTOMTICOS POR PRESIN

POR TEMPERATURA

POR FLUJO

POR NIVEL

POR CAMPOS MAGNTICOS



camiones y palas


Interruptores de Presin sistema de Frenos

Camin 930 E

Interruptor de

Presin

Transductor o

sensor de Presin


Tipos de Seales

Seal Digital Seal Analgica

Seal que toma slo 2 estados: On / Off, sin valores intermedios.

Son seales de voltaje y continuidad

(ej: 0 / 5 Volts, 0 / 10 Volts )

Seal que toma distintos valores dentro de un rango definido de medicin.

Ej: de 4 a 20 mA, 0 a 10 Volts,

500 Ohms a 1.5 kOhms


Tipos de Sensores Utilizados en los camiones y Palas

Sensores Resistivos Sensores Inductivos

- De temperatura utilizados para medir: - De velocidad

- T del aire .

- T del aceite en el PTO (Pala)

Seal caracterstica Seal Caracterstica

18

seal anloga



Sensor de Velocidad de efecto Hall

Utilizados para Captar la velocidad de las ruedas traseras del camin y detectar slide y spin. (Camiones)

Utilizados en el camin para medir el paso de la corriente AC O DC. (Camiones)

Seal caracterstica digital

19



Potencimetro

- Utilizado para pedales de retardo y freno en camiones.

- Seal Caracterstica

20

Seal analgica


Plano Control Electrnico de lmite de carga Pala

PC 5500 DSistema de regulacin electrnica de la bomba

21

Sensor N 1 de

velocidad Motor

Diesel N1

Sensor N 2

de velocidad

Motor Diesel

N 2

Seales de

entradas

sensor N 1

Seales de

entradas

sensor N 2

Unidad de

ControlSeales de

salida

Actuadores

(bombas)


Sensores Inductivos

Los sensores inductivos se utilizan en losautomviles para medir velocidades de

rotacin o detectar la posicin angular de

un determinado elemento. Su principal

ventaja es su reducido costo y simplicidad,

mientras que su mayor inconveniente es la

falta de precisin.

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Componentes de un Sensor Inductivo

El sensor inductivo empleado en automocinest formado por:

Un imn permanente.

Una bobina envolviendo el imn permanente,y de cuyos extremos se obtiene la tensin.

Una pieza de material ferromagntico que secoloca en el elemento en movimiento y sirve

para detectar su paso cerca del sensor. Esta

pieza puede tener varios dientes formando

una corona.

23


Sensor Inductivo

Este sensor, genera una seal sinusoidal que es interpretada por el sistema de control.


Ubicacin de sensores Inductivos en el

sistema de propulsin y retardo Camin 830DC

25

Sensores de

velocidad del

motor de

traccin

Sensores de

velocidad del

motor de

combustin


Otras Aplicaciones de los sensores inductivos

en los Camiones

26

PickupSensor de velocidad inductivo

Rueda dentadaEn los camiones con motores DC se emplea un solo tipo de sensor, que es el de dos

hilos. En los camiones con motores AC se emplean en las ruedas posteriores los

sensores de velocidad de siete hilos. (efecto Hall)

Sensores de velocidad


Otras Aplicaciones de los sensores inductivos en

los Camiones

27

Sensor de velocidad

Anillo rozante

Porta escobillasSensor de velocidad del alternador

del camin 930E-4

El sensor de dos hilos

Este sensor solamente enva

informacin de la velocidad de la rueda.

Posee tres hilos que corresponden: dos

a la alimentacin, y el tercero a la seal.

Es llamado de dos hilos, pero debemos

incluir el blindaje del cable como el

conductor de tierra.


Ubicacin en el plano Elctrico

28

Sensor de velocidad del alternador, camin 930E-4


Puntos de testeo (TB)


Sensores de velocidad de las ruedas delanteras, camin 830E AC

30

SENSOR DE

VELOCIDADRUEDA DENTADA

SENSOR DE

VELOCIDAD


Sensores de efecto Hall

Los sensores de efecto Hall se utilizan para medir velocidades derotacin o detectar la posicin de un determinado elemento. Su

principal ventaja es que pueden ofrecer datos fiables a cualquier

velocidad de rotacin. Y sus inconvenientes son la mayor

complejidad y precio con respecto a un sensor inductivo.

31


Efecto Hall

Este efecto consiste en el descubrimiento que hizo

en 1879 el fsico Edwin

Hall, de la desviacin de la

corriente en una placa

atravesada

transversalmente por un

campo magntico.

Esto significa un incremento de la

resistencia entre los

terminales de

alimentacin, y la

aparicin de una

diferencia de potencial

(de Hall) a los costados.


Aplicaciones en camiones elctricos

33

Medicin de corriente en los camiones AC

Se emplean sensores de corriente tanto para medir corriente alterna (AC), o continua (DC).

Son parecidos a los transformadores de corriente empleados en tableros elctricos.

Circuitos sensor Hall

Dispositivo LEM LINK-, camin 930E-4


Aplicaciones en camiones

34

+

-

M

Es un dispositivo que requiere voltaje de alimentacin DC de 24V, por lo que emplea un procedimiento de medida distinto al de los transformadores de corriente. Tienen

tambin una direccin de corriente marcada por una flecha.

Estos dispositivos son llamados LEM o sensores de corriente.


Aplicaciones en camiones

35

Funcionamiento del dispositivo de medicin de corriente por efecto hall

Los LEM trabajan con un sistema electrnico y pueden medir corrientes AC y DC. Por ello el

nombre mas apropiado es transductor de corriente. Lo que si tienen en comn con los

transformadores de corriente es que nos aslan (Aislamiento Galvnico ) del circuito de

potencia.

El LEM LTC 1000 SF/SP4, de los camiones; usa como principio de medicin el efecto Hall.


Circuito del sensor de corriente de efecto Hall o

transductor de corriente

36


Sensores en Ruedas Traseras


Aplicacin como sensor de velocidad para

ruedas traseras del camin

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Permiten:

a) El control de la traccin

b) Prevenir el deslizamiento de rueda

c) Controlar la velocidad del motor

El sensor de siete hilos Estos sensores son del tipo

Hall, pueden trabajar con

velocidades muy lentas, son

inmunes a las interferencias

electromagnticas y

condiciones adversas.

Sensor de siete hilos,

camin 830E AC

Estos sensores son sensibles a las descargas electrostticas por lo que

debe tenerse cuidado en su

manipulacin.


Sensor de

velocidad rueda

posterior, camin

930E


Sensor de Velocidad Hall

40

Deteccin del movimiento por efecto Hall

El sensor de velocidad Hall tiene un imn permanente, y su funcionamiento est basado en la

variacin de la corriente por efecto del campo magntico.


Sensor de velocidad y plato ranurado de la rueda Trasera, camin 930E-4

41

En el caso del camin, la rueda dentada modifica el campo magntico y genera la seal al

sistema de control.

Los canales deben estar desplazados fsicamente dentro del sensor, as puede

identificarse por ejemplo, el sentido en que gira la rueda.


Conectores al sensor

Esta caracterstica adems permitir detectar la diferencia de velocidad entre

ruedas, que son los casos conocidos en

el camin como Slide ( cuando ambas

ruedas traseras se deslizan) y Spin

(Patinazo cuando una rueda supera 1/3 de

velocidad con respecto a la otra).

Ambos casos de patinamiento son resueltos automticamente por el

software del camin 930E 1/4

Sensor de velocidad


Ondas de salida de los dos canales del sensor de velocidad


Evaluacin de algunos sensores de velocidad

44


Evaluacin de un sensor de velocidad

45


Sensores Resistivos

Estamos acostumbrados que prcticamente en todos los vehculosel Sensor de Temperatura de Motor es un componente resistivo de

caractersticas NTC, es decir se trata de una resistencia (tambin

llamada termistancia) que varia su magnitud en funcin de la

temperatura a la que se encuentra expuesta. Como este

componente se encuentra inmerso en el lquido refrigerante del

motor "a medida que aumenta la temperatura de motor disminuye la

resistencia del sensor".

Existen dos tipos:

PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo)

A medida que aumenta la Temperatura tambin aumenta la resistencia

y el voltaje

NTC ( Coeficiente de Temperatura Negativo)

A medida que aumenta la temperatura diminuye la resistencia y el

voltaje46


Aplicacin en camiones

Sensores de Temperatura

Los sensores de temperaturamonitorean la temperatura delaire ambiente y la temperaturadel aceite hidrulico.

El sensor de temperatura del aireambiente se encuentra ubicadoen el lado izquierdo del ducto deentrada del soplador de aire parael alternador de traccin.

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Sensor de temperatura del Aire

UBICADO EN EL LADO

IZQUIERDO DEL DUCTO DE

ENTRADA DEL SOPLADOR DE

AIRE PARA EL ALTERNADOR DE

TRACCIN.


Aplicacin en los Camiones

49

Sensores de PresinCuatro sensores de presin se han agregado al camin

para monitorear los diversos circuitos hidrulicos.

Los cuatro circuitos son:

ambas entradas a la vlvula de elevacin

circuito de suministro de la direccin

circuito de aplicacin de freno delantero


Sensor de Presin

El rango de presin del sensor es 4000

psi (281 Kg/cm2) y el lmite de

sobrecarga es 10.000 psi (700

Kg/cm2).

El rango de 0 a 4000 PSI es convertido a corriente de 4 a 20 mA.

Los cables son apantallados y reforzados.

Tiene dos conductores uno es de la fuente de voltaje 18 VDC y el otro es

la seal.


Aplicacin Sensores de presin en el

sistema de suspensin del camin 930 E

51


Aplicacin Sensores de presin en el sistema

de suspensin del camin 930 E


PotencimetrosEl potencimetro utilizado en los vehculos est constituido por una

placa de carbn resistivo que vara su resistencia paulatinamente

de un extremo a otro en forma constante, una leva o cursor se

desplaza por dicha pista, chocando con distintas resistencias, por lo

tanto tomando una tensin variable.

Para detectar la ubicacin fsica de un dispositivo en movimiento, se utilizan normalmente 10 v de tensin, aplicados a una resistencia

variable y de acuerdo a la posicin del cursor, est tensin vara

entre 0.6v y 9.8v aproximadamente.

53

1. Abrazadera del

cable

2. Arns elctrico

3. Potencimetro


PEDALES ELECTRONICOS DEL ACELERADOR Y RETARDO

El pedal del acelerador enva una seal a la Interface de Control del camin (TCI) cuando eloperador solicita potencia. El pedal de retardo enva una seal al Controlador del Sistema de

Propulsin (PSC), cuando el operador solicita retardo. Las seales del pedal son procesadas por

la tarjeta anloga en el panel respectivo a ser usadas por los controladores del sistema para

proporcionar el modo de operacin deseado.

A medida que el operador presiona el pedal, una palanca hace rotar los contactos deslizantesinternos del potencimetro. La seal de voltaje de salida aumenta en proporcin con el ngulo de

presin del pedal.

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PEDALES ELECTRONICOS DEL ACELERADOR Y

RETARDO


Sensores en PalasKOMATSU


Sensor: Transforma magnitudes fsicas oqumicas en magnitudes elctricas

Magnitud fsica:TemperaturaPresinDesplazamiento

Magnitud elctrica:TensinCorriente


Para qu utilizaremos sensores Advertir

Corregir

Prevenir

Controlar


Dos sensores, en este caso interruptores monitorean la posicin de la escalera de acceso,

evitando as acciones o condiciones inseguras de operacin

Advertir posicin de la escalera principal de acceso


(S22) Sensor de control: Corta el sistema de control de

operacin piloto y la accin del freno de giro con la

escalera abajo.

(S91) Sensor de monitoreo y control: Este sensor

monitorea la posicin y controla la velocidad de

movimiento de la escalera. Si el sensor (S22) falla, el

sensor (S91) evita que la escalera se mueva.

Si la escalera no est totalmente arriba, el interruptorde control piloto se apaga y la vlvula solenoide Y120

activa el freno hidrulico de giro. El ETM de la cabina

muestra un mensaje.


Sensor de temperatura de aceite en el PTO


La temperatura del aceite de engranaje se

monitorea con una unidad de sensores (B49-1)

(B49-2). Con una temperatura de aceite muy

alta aparecer un mensaje de falla en un

monitor en el tablero de instrumentos.


Sistema Electrnico de monitoreo y Controles

ECS en la Pala

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Interruptores de apagado de emergencia de los motores

64


Interruptor de seguridad de Mantenimiento

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Plano Control Electrnico de lmite de carga Pala

PC 5500 DSistema de regulacin electrnica de la bomba

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Sensor N 1 de

velocidad Motor

Diesel N1

Sensor N 2

de velocidad

Motor Diesel

N 2

Seales de

entradas

sensor N 1

Seales de

entradas

sensor N 2

Unidad de

ControlSeales de

salida

Actuadores

(bombas)


Sensores ubicado en la escalera hidrulica de acceso a la pala

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Escalera Hidrulica de Acceso

68


Sensores ubicados en el Tambor

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